| Project/Area Number |
22K10344
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57080:Social dentistry-related
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| Research Institution | Ohu University |
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Principal Investigator |
廣瀬 公治 奥羽大学, 歯学部, 教授 (10218836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 美智代 奥羽大学, 歯学部, 講師 (80316265)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ラクトフェリン / poly(I:C) / インターフェロンλ / SARS-CoV-2 |
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| Outline of Research at the Start |
現在全世界で公衆衛生上の重要な問題となっているSARS-CoV-2は飛沫を通して感染するため、効果的な口腔内感染の予防法が求められている。しかし、高齢者は抗体価の維持が難しく、感染により重症化するリスクが高いことから、ワクチンによる感染抑制の十分性について懸念されている。これに対して、自然免疫受容体の活性化によるウイルス感染予防は、高齢者でも比較的効果が高いと考えられており、注目されている。そこで本研究は、SARS-CoV-2 のスパイクタンパク質を持つ偽型ウイルスに対する抗ウイルス効果を解析し、poly(I:C)とLFが舌や口腔粘膜で抗ウイルス反応を誘導するか検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウイルス感染における粘膜免疫におけるラクトフェリン(LF)の役割を明らかにするために、ヒト小腸上皮様の細胞株であるCaco2を用いて研究を行った。 ウシラクトフェリンを添加後、ウイルス RNA を模倣する合成二本鎖 RNA である Polyinosinic-polycytidylic acid (Poly I:C)を添加して自然免疫応答メカニズムの解析を行った。 以下の結果を得た。
1) LFとpolyI:Cの添加において、LFが濃度依存的にインターフェロン（IFN）λ、IFNα、IFNβの産生を増強することを明らかにした。特に粘膜免疫において重要な役割を果たすIFNλの産生誘導が顕著であった。Poly I:Cの添加を行わず、LFのみ添加した群においては、これらIFNsの誘導は認められなかった。
2) インターフェロンの刺激によって転写誘導されウイルス感染防御に働く分子であるインターフェロン誘導遺伝子の発現動態を検討した。その結果、インターフェロン誘導膜貫通蛋白質(IFITMs)1/3、MX1、 ISG15の遺伝子発現が、LFとPoly I:Cの添加により有意に誘導された。Poly I:Cの添加を行わず、LFのみ添加した群においては、これらの遺伝子の発現誘導は認められなかった。
これらの結果から、ラクトフェリンは小腸におけるウイルス感染時にIFNλを中心としたいくつかのIFNsおよびインターフェロン誘導遺伝子の発現を活性化させ、ウイルス感染防御を促す可能性が示唆された。
3) Poly I:C にて活性化したCaCo-2細胞株にLFを作用させ、SARS-CoV-2疑似ウイルスの感染を抑制するか否かを調べた。その結果、Poly I:Cの活性化とLFの添加、はPoly I:C単独よりも有意に、SARS-CoV-2疑似ウイルスの感染を抑制することが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヒト口腔内を由来とするにおけるウイルス高感受性細胞の探索について進展が遅れている。SARS-CoV-2の感染に必要な受容体であるACE２とTMPRSS2を十分量発現する、口腔を由来とする細胞株を見つけることができていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
①口腔内におけるウイルス高感受性細胞の探索は、遅れている。ヒト口腔粘膜由来初代培養上皮細胞 (HGK) 、歯肉線維芽細胞 (HGF）、歯根膜線維芽細胞 (HPLF)などは、SARS-CoV-2の感染に必要十分なACE２とTMPRSS2の出現が認められないことが原因と考えられる。よって、in vitroで気道上皮の生理的環境を再現することができる気液界面培養による、A549を利用したIn Vitro気道上皮培養モデルの作成と、疑似ウイルスの感染系の確立を試みる。
②高齢マウスに対するpoly(I:C)とラクトフェリンの効果を検証: 若齢(6-7週)および高齢マウス(12-24か月)にpoly(I:C)を鼻腔内に投与後、LFを投与し、口腔内組織(舌, 歯肉、舌下腺、顎下腺)などにおける抗ウイルス反応(IFNs, ISGs)、炎症性サイトカイン(IL-1β, IL-6, TNF-α)、抗ウイルス作用のある抗菌ペプチド（LF, α/βディフェンシン, LL-37）の発現を調べる。そのことにより、若齢と高齢マウスによる免疫応答の時間的変化や発現因子の違いを解析する。
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